Son principal intérêt de recherche est la rétinopathie diabétique (RD) avec un accent sur la téléophtalmologie comme moyen d'améliorer l'accès au dépistage de la RD pour tous les diabétiques et avec un intérêt particulier à cette fin dans les logiciels de dépistage, l'intelligence artificielle et dans le développement d'un diabétique et registre de données d'image pour soutenir la recherche sur la RD et la recherche de pratiques plus efficaces et plus rentables pour réduire la déficience visuelle due à la RD. Dre Boucher a publié plusieurs articles scientifiques sur ce sujet et a été le pionnier du développement de programmes de téléophtalmologie pour la RD au Québec. Elle a initié l'élaboration de lignes directrices canadiennes pour le dépistage et la surveillance de la RD et a jeté les bases de collaborations interdisciplinaires multi-institutionnelles en intelligence artificielle pour l'ophtalmologie pour la RD et d'autres maladies oculaires majeures.

La Dre Marie Carole Boucher est professeure agrégée clinique d'ophtalmologie au département d'ophtalmologie de l'Université de Montréal et pratique comme spécialiste de la rétine médicale et chirurgicale au Centre d'ophtalmologie de l'Université Maisonneuve-Rosemont. Elle est membre du Collège royal des médecins et chirurgiens du Canada et est certifiée par l'American Board of Ophthalmology.